Question

2．铝土矿的主要成分是Al₂O₃，含有杂质SiO₂、Fe₂O₃、MgO．工业上从铝土矿中提取Al可采用如图1所示工艺流程：

请回答下列问题：
（1）铝土矿加入盐酸后生成Al³⁺的离子方程式为Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O．
（2）沉淀B与烧碱反应的离子方程式为SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O．
（3）溶液D中通入过量CO₂的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（4）“通入过量CO₂”能否改用过量盐酸不能，原因是Al（OH）₃沉淀会溶于过量的盐酸中．
（5）溶液E中溶质的主要成份是NaHCO₃（填化学式），写出该物质的一种用途制纯碱或做发酵粉等．
（6）向共含有0.05mol Al³⁺、Fe³⁺的溶液中滴入1mol/L NaOH 溶液，生成沉淀的量与加入NaOH 溶液的体积关系如图2所示．则溶液中Al³⁺ 物质的量为0.035mol．

Answer 1

分析 Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、MgO中，Al₂O₃、SiO₂与NaOH溶液反应，MgO、Fe₂O₃不与NaOH溶液反应；除SiO₂不与盐酸反应外，Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO均与盐酸反应；加入过量盐酸，溶液A为AlCl₃、MgCl₂、FeCl₃，沉淀B为SiO₂，加入过量烧碱，沉淀C为Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，溶液D为NaAlO₂，通入过量二氧化碳，溶液E为NaHCO₃，沉淀F为Al（OH）₃，加热分解得到M为Al₂O₃，经电解可得到Al，结合题目要求可解答该题．

解答 解：Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、MgO中，Al₂O₃、SiO₂与NaOH溶液反应，MgO、Fe₂O₃不与NaOH溶液反应；除SiO₂不与盐酸反应外，Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO均与盐酸反应；加入过量盐酸，溶液A为AlCl₃、MgCl₂、FeCl₃，沉淀B为SiO₂，加入过量烧碱，沉淀C为Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，溶液D为NaAlO₂，通入过量二氧化碳，溶液E为NaHCO₃，沉淀F为Al（OH）₃，加热分解得到M为Al₂O₃，经电解可得到Al，
（1）流程甲加入盐酸后生成Al³⁺的离子方程式为Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O，故答案为：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）B为二氧化硅，与氢氧化钠反应生成硅酸钠，反应的离子方程式为SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，故答案为：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（3）D含有NaAlO₂，通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）因氢氧化铝溶于盐酸，不能用盐酸代替二氧化碳，故答案为：不能；Al（OH）₃ 沉淀会溶于过量的盐酸中；
（5）E为NaHCO₃，可 制纯碱或做发酵粉等，故答案为：NaHCO₃； 制纯碱或做发酵粉等；
（6）由图象可知氢氧化铝完全沉淀时消耗185mL氢氧化钠，即消耗0.185molNaOH，设含有xmolAl³⁺，ymolFe³⁺，
涉及离子方程式为Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.05}\\{4x+3y=0.185}\end{array}\right.$
x=0.035，
故答案为：0.035．

点评 本题以推断题的形式，考查金属及其化合物的相关性质．对此类题型的考查通常用结合铝及其化合物．解题的关键在于熟练掌握“铝三角”的相关反应，题目难度不大．